[星港游记] 望远镜入门：基础知识
前言
已经找到了非常不错的观星地点。但是，光用肉眼看是绝对不够的。最好的办法就是用望远镜看。在这之前，要先了解一下望远镜的相关知识。
基础结构
一台最基本的天文望远镜，大致可以分成几个部分：物镜、镜筒、调焦座、目镜、寻星镜和支架。
物镜是望远镜最重要的部分。它负责收集光线，并形成一个初步的像。对于折射式望远镜来说，物镜是一组透镜；对于反射式望远镜来说，物镜则是一面凹面镜，也就是主镜。镜筒负责固定这些光学部件，保证光路不乱跑。调焦座用来前后移动目镜，让图像变得清晰。目镜则像一个放大镜，把物镜形成的像进一步放大，送进我们的眼睛。
至于寻星镜，它的作用也很重要。天文望远镜的倍率一高，视野就会变得很窄。很多目标用肉眼明明很好找，一进望远镜反而失踪了。寻星镜的视野更大，可以先帮我们大致瞄准目标，再用主镜观察。对于新手来说，寻星镜调不准，往往比望远镜本身不好用还要折磨人。
最后是支架。望远镜看起来是光学设备，但实际使用时，支架同样决定体验。一个光学性能不错的望远镜，如果支架晃得厉害，那么高倍率下的木星就会像水面上的倒影一样抖个不停。相反，即使望远镜本身比较普通，只要支架稳定、操作顺手，也能带来不错的观测体验。入门级的架子其实用几十块的三脚架就行，但有些好的望远镜需要用专门的望远镜支架，架子比自己做的镜子都贵了。
最常见的有伽利略式和开普勒式。前者用凸透镜物镜和凹透镜目镜，成正像但视场较窄；后者则是物镜目镜都为凸透镜，成倒像但是视场较大。
常见的望远镜结构
天文望远镜按照光学结构，大体可以分为三类：折射式、反射式和折反射式。
折射式
折射式应该是最常见的望远镜。单筒望远镜、双筒望远镜，和不少长长的天文望远镜，都是折射式。它的前端是一组透镜，光线穿过透镜后汇聚成像，再通过目镜放大。它的优点是结构简单、封闭性好、维护方便，也不太需要频繁调整光轴。对于看月亮、行星和地面景物来说，折射式望远镜使用起来非常省心。后续做的望远镜也是牛反，
但折射式有一个缺点，而且是最大的缺点：色差。
不同颜色的光，经过透镜时折射程度不同。如果镜片设计不够好，明亮目标的边缘可能会出现紫边或彩边。比如观察月亮边缘、木星、金星时，就可能看到一圈淡淡的颜色。高质量的消色差或复消色差折射镜可以减轻这个问题，但价格也会明显上升。因此，折射式望远镜很适合入门，也很适合追求方便稳定的人；但如果想在较低价格下获得更大的口径，那还是不如反射式。
反射式
反射式望远镜就可以完美解决上面的色差问题，它不用透镜作为主要成像元件，而是用镜子。最常见的反射式结构，就是牛顿式反射望远镜。它的底部有一面凹面主镜，光线进入镜筒后先打到主镜上，被反射并汇聚到镜筒前部附近。那里有一面小小的斜置副镜，把光线折到侧面的目镜里。
《仰望夜空的星辰》中，六连星之会自制的道布森望远镜就是一种常见的牛顿式反射望远镜 + 简易经纬仪支架组合，使用超大口径+手推的方式来做到低成本的目视深空观测，缺点是难以进行摄影，以及体积较大。
折反射式
有没有结合百家之长的望远镜呢？完全结合的没有，但是优化与提升还是有的。
折反射式望远镜介于两者之间，既使用透镜，也使用反射镜。常见的折反射式有施密特-卡塞格林、马克苏托夫-卡塞格林等。它们通常在前端有一片改正镜，内部通过主镜和副镜多次折返光路。这样一来，望远镜虽然看起来很短，实际焦距却可以很长。
这类望远镜最大的特点就是紧凑：一台焦距一千多毫米的折反射望远镜，镜筒可能并不长，携带和收纳都比较方便。长焦距也让它很适合观察月亮、行星和双星。比如月面的细节、木星条纹、土星光环，都是它比较擅长的目标。
但折反射式的最大缺点就是：贵，贵疯了。此外，带到室外后的降温时间更长，前端改正镜也容易结露。不过贵是自己的问题，不是望远镜的问题。嫌贵说明还没有到那个观星级别。
望远镜相关术语
讲完基础结构，还得再了解一下望远镜相关术语。后面购买镜头、维护时也都用的上。
焦距
三大参数之一，先讲焦距，理解为望远镜本身把像“拉大”的能力。比如 D76F300 里的 F300，就表示焦距约为 300mm。短焦望远镜看起来更“开阔”，适合扫星、看大星团、找目标。长焦望远镜则更适合高倍率观察，比如月亮、行星和双星。
D76F300算是入门守门员了，进可上4mm看双星（寻星寻半天一动就不见），退可上23mm扫星野，没事还能拿10mm看看月亮看看金星拍拍照，好一点的地方还能冲刺木星土星，性价比之王了。
口径
第二个就是口径了，它是望远镜主光学元件的直径。折射式望远镜的口径是前端物镜的直径，反射式望远镜的口径则是主镜的直径。比如 D76F300 里的 D76，就表示口径约为 76mm。口径越大，望远镜能收集的光越多，能看到的暗弱目标也越多。它还会影响分辨率，也就是把细节分开的能力。理论上，口径越大，越能看清月面细节、行星表面特征和靠得很近的双星。
对于日常目视观星，其实D76F300已经够看不少目标了。在光污染略强的地方，口径勉强够看一些星团。
倍率
最后的参数就是倍率了。倍率就是主镜焦距除以目镜焦距，如D76F300搭配10mm的目镜，倍率就是：
同理，搭配4mm就是75倍。
倍率越高，目标看起来越大。但并不是倍率越高越好。如果倍率太高，图像会变暗，视野会变窄，目标更容易跑出视野，抖动也会被一起放大。更重要的是，大气本身也在流动。有时候视宁度一般，倍率太高，看到的像会一直在抖动，效果就很一般。所以，真正有用的倍率，叫“有效倍率”。一台小口径望远镜，即使理论上可以通过很短的目镜堆出几百倍，实际看到的也可能只是一团模糊、发暗、不断晃动的光斑。
对于入门观测来说，中低倍率往往更舒服。先用低倍率找到目标，再逐渐换高倍率观察细节，是更稳妥的办法。低倍率扫星野看深空、中倍率观测目标，高倍率细看和观测行星（配合赤道仪），是最常见的选择。
焦比
还有一个重要的参数是焦比。焦比就是焦距除以口径，通常写成 f/N。对于后面要做的 D76F300，焦比约为：
也就是焦比约为f/4。
焦比小，说明这台望远镜比较“快”，视野通常更宽，镜筒也更短。但焦比太小的牛顿反射镜，对光轴和目镜要求会更高，边缘像差（球差）也更容易明显。焦比大，说明望远镜比较“慢”，通常焦距更长，更适合高倍率观察。很多长焦折射镜、马卡镜，焦比都比较大，看月亮和行星时会比较舒服。
光轴
玩牛反，最离不开的就是痛苦的调光轴过程了。光轴齐不齐，直接影响观测效果。简单来说，就是主镜、副镜和目镜的光路是否对齐。如果光轴偏了，图像中心可能还勉强能看，但边缘会变差；严重时，怎么调焦都不够清楚。只有光轴调正了，看到的像才清楚。牛顿反射式望远镜需要定期检查光轴。尤其是便携的小望远镜，搬动、震动、安装拆卸之后，光轴都有可能轻微变化。
调整时记住先副镜后主镜就行。先让副镜反射的光全部汇集到主镜中心，再调主镜让其反射的光打到副镜中心，和上面示意图一样，光路可逆，这样就调整好了。
不过对于自制望远镜，根本没必要上大几十的激光对轴器。自己做个十字对轴器，成本几块钱，差不多调一调就行。反正对业余天文观测来说，三分看，七分猜，剩下九十分靠吹牛。
出瞳
出瞳是目镜选购时离不开的参数之一，它可以简单地用口径除以倍率来计算，即目镜焦距除以焦比。出瞳太大，人的眼睛接不住所有光线，会浪费口径；出瞳太小，图像会变暗，且成像极小，看起来难以对准，也更吃力。
比如，D76F300 搭配 10mm 目镜时，倍率约 30 倍，出瞳约为：
这就是一个相对舒服的出瞳，体验下来确实：不用刻意对准就能看到，眼睛很舒服。
搭配4mm目镜时，出瞳约为1mm，这就比较吃力了。实际观测时，眼睛稍微动一动就很难看到了。
